Teoria

Fala aí! Bora aprender sobre dilatação térmica com o RespondeAí?!

Beleza, então antes de qualquer coisa, vamos entender o que é dilatação térmica!

O aumento de temperatura em certos materiais causa uma dilatação do material. Do mesmo modo, uma diminuição de temperatura causa contração de certos materiais.

Por que ocorre a dilatação?

O aumento de temperatura eleva a agitação das moléculas do material, fazendo com que ele se expanda. E a diminuição de temperatura, pelo mesmo raciocínio, causa o efeito contrário!

Se liga nesse vídeo iradoso sobre os tipos de dilatação térmica! 👇

Ou se você preferir, temos esse conteúdo em texto também! 👇

Existem três tipos de dilatação térmica:

  • Dilatação linear: Ocorre principalmente em apenas uma direção;
  • Dilatação superficial: Ocorre principalmente em uma área;
  • Dilatação volumétrica: Ocorre em todas as três dimensões do objeto.

Dilatação Linear

Caso a dilatação seja do tipo linear, de uma barra por exemplo, nós vamos usar a seguinte fórmula:

Na qual o  é o coeficiente de dilatação linear e é o comprimento inicial.

Ainda podemos reescrever essa equação, de forma a obtermos o tamanho final da barra diretamente:

Lembrando que a variação de temperatura é em Kelvin, que é igual a variação em Celsius (mas é diferente em outras escalas, então fique atento).

Dilatação Superficial

No caso da dilatação superficial, a fórmula vai ser:

Na qual o  é o coeficiente de dilatação superficial e  a área inicial.

Também pode ser reescrita como:

Dilatação Volumétrica

Caso a dilatação seja volumétrica, de um líquido, por exemplo, vamos usar a seguinte fórmula:

Na qual o  é o coeficiente de dilatação volumétrica e  é o volume inicial.

Para achar o volume final , temos que:

Relação entre os coeficientes

Olha aí uma dica importante para os exercícios! Podemos relacionar os três coeficientes de dilatação através das seguintes equações:

Exercício

Verifica-se que uma barra de aço, de  de comprimento à , dilata-se  quando aquecida à . Calcule seu coeficiente médio de dilatação linear

Passo 1

Nessa questão iremos lidar com a dilatação linear de uma barra. Usaremos, pra resolver esse problema, a equação:

Temos todas as informações! Precisamos apenas aplica-los na fórmula pra descobrir o valor do coeficiente:

Passo 2

Vamos então isolar o coeficiente de dilatação linear da fórmula acima, substituir os valores e calcular:

Substituindo os valores:

Chegamos na resposta!

Agora vamos praticar com mais exercícios?!

Dilatação Linear

Dilatação Superficial

Dilatação Volumétrica

Relação entre os coeficientes

Exercício

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